失われた循環

石油やガスの井戸の掘削では、掘削流体（一般に「泥」と呼ばれる）が環状部に戻る代わりに、 1つまたは複数の地層に流れ込むと、循環損失^{[1] [2] [3 ]が発生します。循環損失は、}石油井戸やガス井戸の掘削中に深刻な問題となる可能性があります。

循環喪失の影響は、掘削流体が数ドル失われる程度の小さなものから、噴出や人命損失のような悲惨なものまでさまざまです。そのため、タンク、ピット、井戸からの流量を綿密に監視し、循環喪失を迅速に評価して制御することを教え、実践します。循環喪失（またはその他の理由）により坑井内の流体の量が減少すると、静水圧が低下し、低下した静水圧よりも高い圧力下にあるガスまたは流体が坑井に流入する可能性があります。

循環喪失のもう 1 つの結果は、「ドライ ドリリング」です。ドライ ドリリングは、掘削が停止することなく、流体が井戸の穴から完全に失われた場合に発生します。ドライ ドリリングの影響は、ビットの破壊などの軽微なものから、新しい井戸を掘削する必要がある井戸の穴への重大な損傷までさまざまです。ドライ ドリリングは、パイプの破損など、ドリル ストリングに重大な損傷を引き起こしたり、掘削装置自体に損傷を与えたりすることもあります。

ロスサーキュレーションは以下のカテゴリーに分類できます。^[4]

• 浸透量: 1時間あたり最大10バレル
• 部分的: 10 - 50 バレル/時
• 深刻: 1時間あたり50バレル以上

損失を完全に止めることが望ましいとはいえ、必ずしも可能でも必須でもない。損失を制御することで、坑井を満杯に保ったまま掘削を継続することができ、坑井へのガスや流体の流入（「キック」と呼ばれる）を防ぎ、坑井の噴出を防ぐことができる。^[4]

循環喪失が発生した場合、その深刻度に応じていくつかのオプションが利用可能です。^{[4]損失は、}ベントナイトやポリマーで流体の粘度を高めるか、通常は有機植物質を含む他の添加剤を加えることで制御できます。全損失は、粘度を高めた添加剤を使用する従来の方法、または大きな有機粒子（ケナフなど）、紙、大きな雲母片を高粘度流体とともにポンプで送るなどの非従来的な方法を使用することで回復できます。全損失が発生し、循環を回復できない場合は、運用要件と、目的の生産地質帯に関連して掘削される深さに応じて、いくつかのオプションが利用可能です。掘削流体をポンプで送水しながら掘削を続けることは1つのオプションですが、水をポンプで送水しながら掘削を続ける方がコストが低く、より頻繁に使用されます。掘削を継続することで生じる切削片が、漏れを減らすか、損失を完全に止めるのに役立つ場合があります。3番目のオプションは、損失が発生したゾーンをセメントで固め、セメントを掘削して井戸の掘削を続けることです。この3番目の選択肢は、深刻な損失が発生した場合に最も費用対効果が高い場合が多く、これは他の方法では循環損失を制御できない場合があるためです。^[4]

• 逸失循環物質 (LCM) として使用される種類と粒子サイズは多種多様です。製品には有機物と合成人工物があります。逸失循環物質の例としては、炭酸カルシウム、砕いた雲母、セルロース植物粒子、グラファイト、ドロマイトなどがあります。植物有機粒子は通常、230 メッシュのスクリーンを通過できるように微粉化されます。使用されている植物材料には、ケナフ、クルミの殻、ピーナッツの殻、ココナッツ繊維、ブドウの搾りかすなどがあります。
• 粘度を高めるためにポリマーが使用されることもあります。これらはコストは高くなりますが、いくつかの種類の流体システムとの互換性が高くなります。
• 損失部分を物理的に塞いだり密封したりする添加物。おがくず、フレーク状セロハン、砕いた石膏、または粉砕した石膏など。
• その他の一般的で安価な添加剤としては、細断した新聞紙や綿実殻などがあります。綿実殻は、ポンプの綿棒やバネを磨耗させる可能性があるため、あまり好まれません。これらはどちらも、掘削流体に淡水または海水が使用されている場合にのみ使用されます。
• 塩層を掘削する場合、塩水が一般的に使用されます。塩水は塩を溶解しにくいため、ウォッシュアウトの形成を防止できます。ウォッシュアウトは循環の損失につながるだけでなく、坑井自体の完全性を危険にさらす可能性があります。

どのような添加物を使用するかは、いくつかの要素を考慮して決定されます。

• 掘削する穴のサイズ。
• 使用中の掘削液。添加剤は互換性がなければなりません。
• 地質学的安定性を考慮した井戸の深さ。
• 希望する生産ゾーンに対する井戸の深さ。生産ゾーンを塞ぐことは望ましい結果ではありません。
• ドリルビットのノズルのサイズ。添加剤がドリルビットを通過しない場合は、使用できません。
• 泥水モーターやMWDツールなどのその他のドリル ストリング機械設備。添加剤がドリル ストリングを通過しない場合は、使用できません。